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胶体电池 现对电池和AGM电池做出的对比分析及处理方法!

时间:2021-08-12 16:52:53|浏览:

随着太阳能的利用越来越广泛,对光伏离网系统中备用电源的使用要求也越来越高。目前,胶体电池在光伏应用系统中的使用已成为主流。现对胶体电池和AGM电池做如下对比分析。

目前有两种类型的 VRLA,即玻璃纤维隔膜 (AGM) 和硅胶 (Gel) 用于“固定”硫酸电解液。它们都采用阴极吸收原理对电池进行密封,但为阳极析出的氧到达阴极提供的通道不同,因此两种电池的性能各有千秋。

一、历史回顾

铅酸电池自问世至今,一直是军用和民用领域应用最广泛的化学电源。由于使用硫酸电解液,在运输过程中会流出酸液,充电时会析出酸雾,对环境和设备造成损害。人们试图“修复”电解液并“密封”电池。于是使用胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。

初期胶体铅蓄电池所用的胶体电解液是由水玻璃制成,然后直接添加到干式铅蓄电池中。这样虽然达到了“固定”电解液或减少酸雾沉淀的目的,但在使用游离电解液时,电池的容量比原来的电池容量低20%左右,因此不被人们所接受。

1950年代我国也进行了胶体电池的初步研发,到1960年代末基本停止。然而,从70年代后期到80年代,中国非电池行业的一些人利用媒体大肆宣传他们发明了固体电解质铅电池,声称电池容量和寿命翻了一番。这种经不起事实检验的肥皂泡“发明”,不仅没有改善铅酸电池的性能,还败坏了胶体电池的名声。

几乎在胶体电池发展的同时,玻璃纤维膜的阴极吸收密封铅蓄电池诞生了。它不仅消除了铅蓄电池的酸雾,而且具有低内阻和良好的大电流放电特性。优势。因此,在国民经济中,特别是在原来使用固定式铅蓄电池的地方,得到了迅速的推广和应用,人们把胶体铅蓄电池抛在了后面。

1980年代,德国阳光公司的胶封铅蓄电池产品进入中国市场。多年的使用结果表明,其性能确实不同于以往的胶体铅蓄电池。这迫使人们重新认识胶体铅电池。

本文将比较近年来两种阀控密封铅蓄电池的研制、生产和使用效果,供选择蓄电池的同仁参考。

二、电池的工作原理

无论是采用玻璃纤维隔膜的阀控密封铅蓄电池(以下简称AGM密封铅蓄电池)还是采用凝胶电解质的阀控密封铅蓄电池(以下简称胶体密封铅蓄电池),它们均采用阴极吸收原理使电池密封。

电池在充电时,氧气会沉积在正极上,氢气会沉积在负极上。当正极电荷达到 70% 时,正极开始析氧。析出的氧到达负极,与负极发生反应,达到正极吸收的目的。负极析氢必须在充电达到90%时开始,再加上负极上氧的减少和负极本身的氢过电位的增加,以免发生大量的析氢反应.

对于AGM密封铅电池,虽然电池的大部分电解液都保存在AGM隔膜中,但还是要防止电解液进入隔膜10%的孔隙中。正极产生的氧气通过这部分孔隙到达负极并被负极吸收。

对于胶体密封铅蓄电池来说,电池中的硅胶是一种以SiQ颗粒为骨架构成的三维多孔网络结构,内部含有电解液。注入电池的硅溶胶变成凝胶后,骨架会进一步收缩,使凝胶中的裂缝渗透到正负极板之间,为正极析出的氧到达负极提供了通道。

可以看出两种电池的密封工作原理是一样的。区别在于电解液的“固定”方式和向负极通道供氧的方式不同。

三、电池结构和工艺的主要区别

AGM密封铅蓄电池以纯硫酸水溶液为电解液,其密度为1.29—1.3lg/cm3。除一部分被吸收在极板内部的电解液外,大部分存在于玻璃纤维膜中。为了给从正极析出的氧提供到负极的通道,需要保持隔膜10%的孔隙不被电解液占据胶体电池,即贫液设计。为使极板与电解液充分接触,电极组采用紧密装配方式。

另外,为了保证足够的电池寿命,电极板应该设计得更厚,正极板栅合金采用Pb'-q2w-Srr--A1四元合金。

胶体密封铅蓄电池的电解液由硅溶胶和硫酸制成。硫酸溶液的浓度比AGM电池低,通常1.26~1.28g/cm3。电解液用量比AGM电池多20%,相当于富液电池。这种电解质以胶体状态存在并填充在隔膜中和正负极之间。硫酸电解液被凝胶包围,不会流出电池。

由于该电池采用富液非密封组装结构,正极板栅材料可以是低锑合金或管状电池正极板。同时胶体电池,为了在不降低电池寿命的情况下增加电池容量,可以将极板做得更薄。电池仓内部空间也可以扩大。

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